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Vorrichtung zum OE-Friktionsspinnen
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Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum OE-Friktionsspinnen mit
zwei nebeneinander angeordneten, gleichsinnig angetriebenen und einen als Garnbildungszöne
dienenden Keilspalt bildenden Walzen, von denen wenigstens eine einen metallischen
Grundkörper aufweist, der mit einem Belag aus Kunststoff o.dgl. versehen ist.
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Bei einer bekannten Vorrichtung dieser Art (US-PS 43 99 650) sind
eine eine geschlossene Mantelfläche aufweisende Walze und eine eine perforierte
Mantelfläche aufweisende Walze vorgesehen. Innerhalb der eine perforierte Mantelfläche
aufweisenden Walze ist eine Saugeinrichtung angeordnet, durch die ein in den Keilspalt
hineingerichteter Saugluftstrom erzeugbar ist. Die die geschlossene Mantelfläche
aufweisende Walze besteht aus einem metallischen, zylindrischen Grundkörper, auf
welchen eine zylindrische Hülse aus einem elastischen Material aufgeklebt ist. Bevorzugt
wird als elastisches Material ein natürlicher oder synthetischer Kautschuk (Polyurethan,
Adipren, Caprolactan) verwendet. Die Wandstärke der als Belag dienenden Hülse beträgt
etwa 2 mm. Der Belag weist eine Shore-A-Härte von vorzugsweise 60 auf. Mit Hilfe
eines derartigen Belages läßt sich die Friktionswirkung in einer für den Spinnprozeß
günstigen Weise beeinflussen. Nachteilig ist jedoch, daß ein derartiger Belag bei
Temperaturänderungen und/oder Änderungen der Luftfeuchtigkeit sein Volumen und auch
seine Friktionswirkung ändern kann. Es ist daher sehr schwierig, mit derartigen
Belägen konstante Spinnbedingungen über eine längere Zeit aufrechtzuerhalten. Diese
Nachteile treten auch auf, selbst wenn die Stärke des Belages so gering wie möglich
gehalten wird.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung der eingangs
genannten Art zu schaffen, bei welcher einerseits die Friktionswirkung wenigstens
einer Walze mit Hilfe eines Belages
beeinflußt werden kann, während
andererseits erreicht wird, daß die Friktionswirkung auch über längere Zeit in einem
konstanten Bereich aufrechterhalten wird.
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Diese Aufgabe wird dadurch gelöst, daß der Belag nur einen Teil der
Oberfläche der Walze einnimmt und daß zwischen den von dem Belag eingenommenen Bereichen
metallische Bereiche belassen sind.
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Durch diese Ausbildung wird der Oberflächenbereich reduziert, der
von dem Belag eingenommen wird. Die resultierende Friktionswirkung setzt sich aus
der Friktionswirkung des Belages und der dazwischenliegenden Bereiche zusammen,
so daß die durch Temperaturänderungen und/oder Feuchtigkeitsänderungen bedingten
Änderungen des Belages einen verringerten Einfluß haben und sich auf die insgesamte
Friktionswirkung nicht mehr so stark auswirken. Die resultierende Friktionswirkung
läßt sich deshalb auch über einen längeren Bereich weitgehend konstant halten.
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In vorteilhafter Ausgestaltung der Erfindung wird vorgesehen, daß
der Belag in Aussparungen des Grundkörpers angeordnet und von dem Boden und/oder
den Rändern der Aussparungen eingefaßt ist. Dadurch werden mögliche Volumensänderungen
des Belages weitgehend beschränkt.
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In weiterer Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, daß der von
dem Belag gebildete Umfangsbereich den gleichen Außendurchmesser aufweist, wie der
metallische Bereich. Dadurch wird verhindert, daß das. entstehende Garn nicht bedingt
durch eine Oberflächenstruktur seine Lage in dem Keilspalt ändert. Die gleichen
Außendurchmesser können in vorteilhafter Ausgestaltung dadurch verwirklicht werden,
daß der Belag vor einer abschließenden Oberflächenbearbeitung in die Aussparungen
des Grundkörpers eingebracht ist. Durch die gemeinsame abschließende Oberflächenbearbeitung,
insbesondere ein Schleifen, werden die gleichen Außendurchmesser bei Einhaltung
gleicher Bearbeitungstoleranzen
sichergestellt. Um eine gute Haftung
des Belages in den Aussparungen zu gewährleisten, wird in weiterer Ausgestaltung
vorgesehen, daß der Belag in die Aussparungen eingegossen ist. Zur Verbesserung
der Halterung des Belages in den Aussparungen können gegebenenfalls noch Hinterschneidungen
vorgesehen werden.
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In weiterer Ausgestaltung der Erfindung wird vorgesehen, daß der Belag
eine Stärke in radialer Richtung zur Walzenachse von weniger als 3 mm aufweist.
Die aufgrund von Temperaturänderungen und/oder Feuchtigkeitsänderungen möglichen
Volumensänderungen des Belages werden dadurch weiter reduziert. Aus dem gleichen
Grund wird in weiterer Ausgestaltung der Erfindung vorgesehen, daß die Breite der
Aussparungen etwa 3 mm beträgt.
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In weiterer Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, daß der Grundkörper
mit Nuten zur Aufnahme des Belages versehen ist.
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Bevorzugt ist der Grundkörper mit Längsnuten versehen. Diese Längsnuten
verhindern eine Ausdehnung des Belages in Umfangsrichtung. In vorteilhafter Ausgestaltung
wird dabei vorgesehen, daß die Längsnuten gleichmäßig über den Umfang des Grundkörpers
verteilt angeordnet sind. Zweckmäßig ist es dabei, daß in weiterer Ausgestaltung
der Erfindung die Breite der Nuten wenigstens annähernd der Breite der zwischen
den Nuten verbleibenden Stege entspricht. Es ergibt sich somit ein gleichmäßig aufgeteilter
mittlerer Reibwert über den Umfang. In besonders vorteilhafter Ausgestaltung der
Erfindung ist vorgesehen, daß die Längsnuten unter einem spitzen Winkel zu einer
Mantellinie angeordnet sind. Diese somit in einem Winkel zur Achse der Walze verlaufenden
Längsnuten sorgen dafür, daß das in dem Keilspalt erzeugte Garn über seine Länge
gesehen gleichzeitig auf von dem Belag und von dem Grundkörper gebildeten Oberflächenbereichen
aufliegt. Dies führt zu einer Vergleichmäßigung der insgesamt auf das Garn während
seines Abzuges in Längsrichtung des Keilspaltes einwirkenden Reibung. Gegebenenfalls
kann bei geeigneter Wahl des Winkels ein Axialschub auf das Garn ausgeübt werden,
der
das Abziehen des Garnes in Richtung des Keilspaltes erleichtert.
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Bei einer bevorzugten Ausführungsform ist vorgesehen, daß die mit
dem Belag versehene Walze eine geschlossene Mantelfläche besitzt. Die Friktionswirkung
einer derartigen Walze hängt praktisch ausschließlich von den Oberflächeneigenschaften
ab, so daß es für diese Walze besonders wichtig ist, durch die Gestaltung der Oberfläche
auch eine über eine längere Betriebszeit gleichmäßige Friktionswirkung aufrechtzuerhalten.
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Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden
Beschreibung eines in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispieles.
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Fig. 1 zeigt einen Querschnitt durch eine Vorrichtung zum OE-Friktionsspinnen
im Bereich der einen Keilspalt bildenden Walzen, Fig. 2 eine Ansicht in Richtung
des Pfeiles II der Fig. 1 auf den dort dargestellten Teil einer Vorrichtung zum
OE-Friktionsspinnen und Fig. 3 einen Teilschnitt durch den Grundkörper der aus dem
Keilspalt herausdrehenden Walze.
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Die dargestellte Vorrichtung weist zwei parallel und in geringem Abstand
nebeneinander angeordnete zylindrische Walzen 1 und 2 auf, die miteinander einen
Keilspalt 3 bilden, in welchem ein Garn 4 erzeugt wird. Die beiden Walzen 1 und
2 werden mittels eines an ihren Mantelflächen direkt anlaufenden, in Richtung des
Pfeiles 6 laufenden Tangentialriemens 5 angetrieben.
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Die Walze 2 dreht aus dem als Garnbildungszone dienenden Keilspalt
3 heraus, während die Walze 1 in den Keilspalt 3 hineindreht.
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Das zu verspinnende Fasermaterial wird dem Keilspalt 3 in Form von
Einzelfasern über einen Faserzuführkanal 8 zugeführt. Der schlitzartige, gegen die
Garnabzugsrichtung 28 geneigte Faserzuführkanal 8 ist in ein Teilgehäuse 9 eingearbeitet
und liegt mit einer schnlitzartigen Mündung 10 in unmittelbarer Nähe des Keilspaltes
3. Die schlitzartige Mündung 10 erstreckt sich in Längsrichtung des Keilspaltes
3. Das entstehende Garn 4 wird entgegen der Transportrichtung des Faserzuführkanals
8 in Längsrichtung des Keilspaltes 3 mittels eines Abzugswalzenpaares 7 in Abzugsrichtung
28 abgezogen.
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Die Walze 1 besteht aus einer Hülse, die mit nicht dargestellten Wälzlagern
auf einem Rohr 11 gelagert ist. Die Hülse ist wenigstens in dem Bereich der Mündung
10 des Faserzuführkanals 8 mit einer Perforation 13 versehen. Das Rohr 11 ist in
nicht näher dargestellter Weise einseitig geschlossen und mit dem anderen Ende an
eine Unterdruckquelle angeschlossen. Im Innern der Walze 1 ist das Rohr 11 mit einem
Saugschlitz 12 versehen, der zu dem Keilspalt 3 hin gerichtet ist und der sich wenigstens
über die Länge der Mündung 10 des Faserzuführkanals 8 erstreckt. Über das Rohr 11
und den Saugschlitz 12 wird durch die Perforation 13 der Walze 1 hindurch eine Luftströmung
erzeugt, die das entstehende Garn 4 und die ankommenden Fasern in dem Bereich des
Keilspaltes 3 hält. Diese Saugluftströmung bewirkt oder unterstützt wenigstens den
Fasertransport in dem Faserzuführkanal 8.
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Die Walze 2 besitzt eine geschlossene, nicht perforierte Außenfläche.
Sie weist einen Grundkörper 15 aus Metall auf, der mittels nicht dargestellten Wälzlagern
auf einer rohrförmigen Achse 14 gelagert ist. An dem Außenumfang des Grundkörpers
15 sind Längsnuten 17 vorgesehen, die mit einem Kunststoffbelag 16 ausgegossen werden.
Das Ausgießen der Längsnuten 17 mit dem Kunststoffbelag 16 erfolgt vor der abschließenden
Oberflächenbearbeitung der Walze 2, insbesondere einem Schleifen, so daß sich in
dem Bereich des Kunststoffbelages 16 in den Längsnuten 17
sowie
für die dazwischen belassenen Stege 18 der gleiche Außendurchmesser ergibt. Der
Belag 16 wird vorzugsweise aus einem natürlichen oder synthetischen Kunststoff hergestellt,
insbesondere aus dem unter dem Warenzeichen Vulkollan bekannten Kunststoff. Er besitzt
bevorzugt eine Härte von 50 bis 70 Shore-A, so daß er durch Schleifen bearbeitet
werden kann.
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Wie insbesondere aus Fig. 2 zu ersehen ist, verlaufen die Längsnuten
17 und damit der darin enthaltene Belag 16 sowie die dazwischen verbleibenden Stege
18 (Fig. 3) mit einem spitzen Winkel zu einer Mantellinie, d.h. schräg zur Achse
der Walze 2 und damit auch schräg zu dem Keilspalt 3 und dem in seiner Längsrichtung
abgezogenen Garn 4. Die Längsnuten 17 und der Belag 16 erstrecken sich in axialer
Richtung der Walze 2 von etwa dem dem Abzugswalzenpaar 7 abgewandten Ende des Faserzuführkanals
8 bis zu dem Ende der Walze 2, das dem Abzugswalzenpaar 7 zugekehrt ist. Der Tangentialriemen
5 läuft in dem dem Abzugswalzenpaar 7 abgewandten Bereich 19 gegen die Walze 2 und
auch gegen die Walze 1 an. Dieser Bereich 19 der Walze 2 ist nicht mit Längsnuten
17 und einem Belag 16 versehen. In entsprechender Weise ist der Bereich 19 der Walze
1 nicht mit einer Perforation 13 versehen.
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Die Längsnuten 17, die eine Tiefe in radialer Richtung von weniger
als 3 mm aufweisen, sind in regelmäßigen Abständen über den Umfang der Walze 2 verteilt.
Dabei ist die Verteilung so gewählt, daß die zwischen ihnen verbleibenden Stege
18 wenigstens annähernd die gleiche Breite in Umfangsrichtung wie die Längsnuten
17 haben. Bevorzugt liegt die Breite der Längsnuten 17 und der Stege 18 in Umfangsrichtung
in der Größenordnung von etwa 3 mm.
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Wie insbesondere aus Fig. 2 zu ersehen ist, liegt das entstehende
Garn 4 an Oberflächenbereichen der Walze 2 an, in denen sich abwechselnd der Belag
16 und abwechselnd die metallische Oberfläche 18 des Grundkörpers 15 befindet. Die
Gesamtfriktionswirkung
in axialer Richtung, die dem Garnabzug entgegenwirkt, wird somit aus den Friktionswirkungen
der unterschiedlichen Oberflächen zusammengesetzt, wobei sich eine vergleichmäßigte
Gesamtwirkung ergibt. Auch die in Umfangsrichtung wirkende Friktionswirkung, durch
die die einzelnen Fasern zu dem Garn 4 zusammengedreht werden, setzt sich aus der
Friktionswirkung des Belages 16 und der Oberflächen des metallischen Grundkörpers
15 zusammen, wobei auch hier eine Vergleichmäßigung aus den beiden Friktionswirkungen
erhalten wird.
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Wegen der geringen Abmessungen des in die Nuten 17 eingegossenen Belages
16 kann davon ausgegangen werden, daß die infolge Temperaturänderungen auftretenden
Ausdehnungen in beherrschbaren Grenzen bleiben. Auch die mögliche Feuchtigkeitsaufnahme
ist wesentlich reduziert.
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Bei einer abgewandelten Ausführungsform der Erfindung werden anstelle
von Längsnuten 17 eine oder mehrere Spiralnuten in den Grundkörper 15 eingearbeitet,
in welche dann ein Belag 16.
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eingegossen wird. Bei einer anderen Ausführungsform werden anstelle
von Nuten Aussparungen, beispielsweise Blindbohrungen, vorgesehen, die gleichmäßig
über den Umfang verteilt angeordnet und mit einem Belag ausgefüllt werden.
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Bei einer Abwandlung der dargestellten Aus führungs form wird auch
die Walze 1, die als Saugwalze ausgebildet ist, mit einem Belag 16 entsprechend
der Walze 2 versehen.